新拌混凝土水灰比的单片机检测系统

1、新拌混凝土水灰比的单片机检测系统1997年4月第13卷第2期沈阳建筑工程学院journalofshenyangarchitecturalandcivilengineeringlnstitutevol_13.n0.2adr.1997新拌混凝土水灰比的单片机检测系统丁冒丁尸27,;.t扎d红摘爱介绍用单片微型计算机系统来构成的新拌混凝土水灰比检测仪的组成，阐述新拌混凝土承灰比的检测但的工作原理.关键词混凝土承灰比i单片机测量''一中国法分类号tp274.3j随着建筑业的不断发展，高层建筑,摩天大楼和各种大型水坝等设施不断涌现.对 用量最大的建筑材料一一混凝土的质量要求也越来越高，尤

2、其是对混凝土强度的要求更 为严格许多国家的规范是以标准实验方法所得到的28天抗压强度来评价.但该方法实现周期 太长，无法及时反映混凝土生产过程中的强度，质量信息.为此，各国专家都非常重视混凝土 的强度判定和控制，其中以快速推测新拌混凝土水灰比来早期判定混凝土强度最为可行.以往 用”塌落度方法推断精度太低而且速度慢，满足不了大牛产的要求，若利用超声波测量水灰 比其设备成本过高,同时也受到一些因素的影响(如沙子中的水份)，本文介绍一种利用混 凝土在空气中和水中的重量差，来测量混凝土水灰比的测量原理及测量系统，可较为快速准确 地测量新拌混凝土的水灰比，且构造简单，成本低,并有显示和打印功能，打印结果

3、清晰,易于观 看和保存.1测量原理混凝土是由水泥，砂子，骨料和水组成.适当的水泥，砂子和水的比例可使混凝土具 有良好的固接能力，但比例不当，就大大影响混凝土质量，一般讲准确的称量可以使各种 成份达到要求，但由于砂子，骨料屮的水份使得最终的比例达不到要求,为此本文介绍如下方 法进行测量：在空气中一定体积的混凝土重为gg二 iv+c+s(1)式中一一水的重量；c水泥的重量；砂子和骨料的重量把同体积的混凝土在水中称得重量为gg=(- 1)/+s( 1 )/(2)式屮水泥比重；收稿日期1996125殆39岁，女，副教授，沈阳建筑工程学院计算机系沈阳,110015.第2期丁雪;新拌混凝土术灰比的单片机检

4、测系统139砂子和骨料比重；上式中c值由水泥浆比重得到 c (d)(3)d为水泥浆比重，联立式，式和式，可以得到水泥与水的比值w/c 一(gg/k:)/c+k,/k: 1(4)式中 ki (y 1)/lk2 一(一1)/1*,上述即本测量仪的测量原理,c,(d)可以用多元回归方法得到.此种方法不仅适用 混凝土水灰比的测量，同样也适用水泥砂浆水灰比的测量此测量原理也可用来测 量砂子中的水份.2检测仪构成及称重过程2测量系统的构成和称重过程本系统由称重部分,水箱及进出水部分和单片机控制部分组成，如图1所示. 称重部分由天平和称杆托盘构成,称重值转换成数字量送入单片机进水，排水管道上装电磁水阀，由单

5、片机控制开闭.称量过程如下， 首先取一公斤左右的混凝土样品放人料筒中， 然后置于天平托盘上，开机当控制台接收到天 平送岀重量信号后，自动存入单片机内存中，此 时再打开送水线上的电磁阀，使水从料筒下部 慢慢地流入水箱，以免将料筒中的水泥浆冲出， 当水漫过料筒上口后，由单片机送出关闭信号， 送水线上的电磁阀披关闭同时单片机采集天 平送岀的重量值，然后打开排水线上的电磁阀圉1测量系统的组成 放水在上述过程中两次称重分别得到g值和g值，单片机据此进行计算,显示并 打卬其结果，整个工作过程流程如图2所示.检测样品从称重开始到输岀结果均由单片机控 制自动进行.计算机在开机后可以通过键盘键入水泥的比重，砂了

6、比重等参数，单片机内还存有 砂子，水泥，骨料等有关参数，可随时选用.单片机得到g值和g值后,计算出水灰比w/c 的值，并用四位数码管显示出来.机内还存有标准的水灰比数值，在打卬时将检测出水灰比 值与标准值相比较，合格与否打印出来，作为生产构件质量检验的依据.2.2单片机系统采用单片机作为控制机专用吋硬件再配置少量专用芯片即可，根据应用对象也可 以灵活增减器件，从而获得较好的性能与价格比.这样的智能化仪器易于商品化，系列化. 该仪器控制器采用intel公司mcs 一 51系列单片机的最小系统,cpu是8031,片 内有128*8ram,用作数据的缓冲区，堆栈，工作寄存器及软件标志等;8031外接

7、程序存储器 prom2716,容量2k*&存放控制程序与标准参数fl/o主要是键盘,显示器及打卬 机装置，沈阳建筑工程学院第13卷因此采用专用键盘显示器接口芯片8279,管理四位led数码管和十六个键的小键 盘（数字键十个，功能键六个）.8031的p 口接收天平的称重值.p:口高三位控制电磁阀，并检测 水位.该系统设计屮,mcs 51单片机高效率地利用管脚， 采用总线复用技术，由8d锁存器74ls373在ale信号 的控制下,分时完成地址锁存及数据传送功能.8279芯 片直接接到8031总线上（采用中断方式工作占用into）.8279的工作方式和状态都可事先由程序设定， 这样单片机与8

8、279接口构成的键盘和显示器大大减少 了 cpu在扫描键盘和刷新显示器方面的负担,提高单 片机的工作效率打印机采用gpi6,自带监控程序，与主机的联系采用标准接口，打印时只需将数据送至接口，就可以由打印机自动组织数据打印形式.根据用户需要设定两种打印方式:i种是简单的打印方式，仅打印产品是否台格，做为场现检验的记录;另一种为记录打卬方式，对所有被检测的内容逐项打印,为产品质量分析提供可靠的依据打印机与主机以中断进行联系（占用中断int1）.控制软件主要包含数据输入，数据处理及计算，系统匾j匝查豳匝夏匾翅匿卿i匾匪匝蛔医口曲围2检测过程流程图控制，键盘处理及打印显示等管理.编程采用模块化处理，主

9、程序完成韧始化及必 要参数输入，建立相应标志等键盘处理于程序和打印机系统于程序做为本机的一二级中断服 务程序，分别由into和inti引脚向8031发出中断请求,8031允许中断后转入相应的处理，从 键盘上可以把输入的参数顶置于cpu内全部数据的处理是在测得g和g,后进行，通过实 验确定计算结果的范围，寻找规律简化计算公式为了保证运算精度，数据计算过程均采用 三字节浮点运算.当被检测样品放在测量仪上后,3min可以从显示器上看到检测结果.参考文献l哈尔滨建筑工程学院.水泥工艺原理.北京t建筑工业出版杜.19902唐明.新拌混凝土水灰比快速测试的研究.沈阳建筑工程学院,1993,9(2): 105110 3李华.mcs 51系列单片机实用接口技术.北京:北京航空航天大学岀版杜,1993 microprocessormeasuresystemforwatercementratiooffreshconcretedingxue(shenyagarch.andciv.eng.inst.shenyang, 110015,china)receivedoct25.1996abstractameasuresystemofwatercementratioforfreshconcretewithmicro一proces